En strekkmåler ble oppfunnet av Edward E. Simmons og Arthur C. Ruge, i 1938. Denne oppfinnelsen førte til måling av en betydelig belastning på forskjellige strukturer. En strekkmåler er en type sensor brukes i en lang rekke applikasjoner for å måle belastningen på et objekt. Det er et viktig geoteknisk verktøy som bestemmer belastning i en rekke konstruksjoner som tunneler, underjordiske hulrom, bygninger, broer, betonger, murdammer, nedbygging i jord / betong osv. Her er alt som en leser kan vite om strekkmåleren, inkludert arbeidsprinsipp, egenskaper og bruksområder.
Hva er en strekkmåler?
Definisjon: En strekkmåler er en av de viktigste enhetene som brukes innen geoteknikk for å måle belastning på forskjellige strukturer. Ved å påføre en ekstern kraft vil det være en endring i motstanden til en strekkmåler.
strekkmåler
Den grunnleggende konstruksjonen til en måler har et isolerende, fleksibelt underlag for å støtte en metallfoliestruktur. Denne metallspolen er limt på et tynt underlag som kalles en bærer, og hele oppsettet festes til et objekt med et passende lim. Når objektet deformeres på grunn av kraft, trykk, vekt, spenning osv., elektrisk motstand av folieendringer. EN Wheatstone bridge måler endringen i resistivitet, som er relatert til belastning gjennom en mengde kjent som Gauge Factor.
strekkmåler-prøvediagram
De små endringene i motstanden til en måler måles ved hjelp av konseptet Wheatstone bridge. Figuren nedenfor illustrerer den generelle Wheatstone-broen, som har fire resistive armer og en eksitasjonsspenning, VTIDLIGERE.
Wheatstone-bridge
Wheatstone-broen har to parallelle spenningsdeler kretser. R1 og R2 danner en spenningsdelerkrets, R3 og R4 danner andre spenningsdelerkrets. Utgangsspenningen VO er gitt av:
Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VTIDLIGERE
Hvis R1 / R2 = R4 / R3, er utgangsspenningen null og broen sies å være en balansert bro.
En liten endring i motstand fører til en ikke-null utgangsspenning. Hvis ‘R4’ erstattes med en strekkmåler, og eventuelle endringer i strekkmålerens motstand vil balansere broen og produsere ikke-null spenning.
Gauge Factor of Strain Gauge
Målefaktoren GF er gitt som
GF = (∆R⁄RG) / ∈
Hvor,
‘ΔR’ er endringen i motstand på grunn av belastning
‘RG’ er motstanden til den udeformerte måleren
‘Ε’ er belastningen
Målefaktoren til vanlige metallfolier er rundt 2. Utgangssensorspenningen SV til en Wheatstone-bro er gitt av,
SV = EV (GF.∈) / 4
Hvor EV er broeksitasjonsspenningen
Strekkmåler fungerer
Funksjonen til en strekkmåler avhenger helt av den elektriske motstanden til en gjenstand / leder. Når et objekt blir strukket innenfor elastisitetsgrensene og ikke knekker eller spenner permanent, blir det tynnere og lengre, noe som resulterer i høy elektrisk motstand. Hvis en gjenstand er komprimert og ikke deformeres, men utvides og forkorter, resulterer det i redusert elektrisk motstand. Verdiene oppnådd etter måling av den elektriske motstanden til en måler hjelper til å forstå mengden stressindusert.
Excitasjonsspenningen påføres inngangsterminalene til et målernettverk, mens utgangen leses på utgangsterminalene. Normalt er disse koblet til en last og vil sannsynligvis forbli stabile i lengre perioder, noen ganger tiår. Limet som brukes til målere, avhenger av varigheten til et målesystem - cyanoakrylatlim er egnet for kortvarige målinger og epoksylim for langtidsmålinger.
Arbeidsprinsipp for strekkmåler
Som vi vet at motstanden er direkte avhengig av lengden og tverrsnittsarealet til en leder, som er gitt av R = L / A
Hvor,
‘R’ = Motstand
‘L’ = Lengde
‘A’ = tverrsnittsareal
Det er tydelig at lengden på en leder endres med endringen i størrelse og form på en leder, og endelig endrer tverrsnittsarealet og motstanden.
Enhver normal måler har en ledende stripe som er lang og tynn, plassert sikk-zag med parallelle linjer. Hensikten med denne sikksakk-justeringen er å utdype den lille belastningen som oppstår mellom de parallelle linjene med mye nøyaktighet. Stress er definert som motstandskraften til et objekt.
Stammålere Rosetter
To eller flere målere plassert tett i en rosettlignende struktur for å måle antall komponenter for å evaluere presis belastning på overflaten er kjent som strekkmålerosetter. Illustrasjonen er vist i figuren nedenfor.
strekkmålerosetter
Belastningsceller for strekkmåler
Disse lastcellene finnes oftest i industrielle applikasjoner. Det er veldig presist og økonomisk. I utgangspunktet består en lastecelle av et metalllegeme som strekkmålere er festet på. For at metallkroppen skal være solid og mindre elastisk, brukes legert stål, aluminium eller rustfritt stål til å designe.
Når en ytre kraft påføres en lastecelle, blir lastcellen litt deformert, og hvis den ikke er overbelastet, går den tilbake til sin opprinnelige form.
Hvis lastcellen deformeres, endres måleren i form og forårsaker endring i målingens elektriske motstand, som igjen måler spenning.
Det er vanlige typer belastningsceller for strekkmåler, som inkluderer bøyestråle, pannekake, enkeltpunkts skjærbjelkebelastningscelle, dobbel-endet skjærbjelke, wiretauklemmer og så videre.
Kjennetegn ved strekkmålere
De viktige egenskapene til strekkmålere er:
- Disse er passende for lengre perioder med visse forholdsregler
- De gir presise verdier med endring i temperatur og andre faktorer
- Disse er enkle å produsere på grunn av enkle komponenter
- De er enkle å vedlikeholde og har lang levetid
- Dette er helt innkapslet for å beskytte mot skader som håndtering og installasjon
Anvendelser av strekkmåler
De eksepsjonelle funksjonene gjør at disse målerne kan brukes innen geoteknikk for kontinuerlig å overvåke strukturer som dammer, tunneler osv. Og å unngå ulykker i god tid. Noen av anvendelsene av strekkmålere inkluderer -
- Jernbaneovervåking
- Kabelbroer
- Romfart
- Atomkraftverk
Vanlige spørsmål
1). Hva er følsomheten til strekkmåler?
Strømspenningen er forskjellig med hensyn til tøyningshastigheten. Trekkhastigheten er også avhengig av kornstørrelsen på en gjenstand eller et arbeidsmateriale. Det er definert som forholdet mellom endring i strømningsspenning og endring i belastning.
2). Hva er belastningsenheten?
Stammen er en dimensjonsløs mengde. Imidlertid er tøyningshastigheten gjensidig av tid og SI-enheten er gjensidig av sekunder (s-1).
3). Hvordan velger jeg en strekkmåler?
Dette velges ut fra typen applikasjoner og andre relaterte elementer. Som for eksempel -
- Basert på målelengde og motstand
- Basert på arbeidssparende kostnader
- Basert på materiale og målemiljø
4). Hvorfor brukes Wheatstone bridge til strekkmåler?
Wheatstone bridge er i stand til å måle utgangsspenninger når det gjelder millivolt. For en bundet belastningsmåler kan en motstandsendring måles når den er koblet til en elektrisk krets (Wheatstone bridge) som måler den lille endringen i motstand. Når utgangsspenningen på Wheatstone-broen blir null, mister kretsen balansen og hjelper til med å bestemme belastningen på objektet.
5). Hvordan installerer du strekkmålere?
Her er trinnene for å installere strekkmåler
Dermed an omfattende beskrivelse av strekkmåleren , prinsippet om arbeid, målefaktor, egenskaper og applikasjoner er gitt i denne artikkelen. Foruten dette er digital bildekorrelasjon (DIC) en teknikk som brukes i dag for å måle belastning. Den brukes i mange bransjer på grunn av nøyaktighet og som erstatning for konvensjonelle typer sensorer som akselerometre, strengpotter, LVDT og mange flere. Her er et spørsmål til deg, hva er hovedfunksjonen til strekkmåler?
